第11章齿轮系及其设计.ppt

第十一章 齿轮系及其设计,111 轮系的类型,定义：由齿轮组成的传动系统简称轮系,轮系分类,周转轮系（轴有公转）,定轴轮系（轴线固定）,复合轮系（两者混合）,差动轮系（F=2）,行星轮系（F=1）,1）定轴轮系,定义 运转过程中每个齿轮的几何轴线位置相对于机架 的位置均是固定的。,2）周转轮系,定义 运转过程中至少有一个齿轮的轴线位置不固定，而是绕着其他齿轮的固定轴线回转。,组成,中心轮（太阳轮）1、3行星轮2系杆H（也称行星架或转臂）机架,行星轮系(F=1),差动轮系(F=2),按自由度分类,2K-H,3K,按基本构件分类,3）复合轮系,定义机械传动中由定轴轮系和周转轮系或由两个以上 的周转轮系构成的复杂轮系。,112 定轴轮系的传动比,一对齿轮：i12=1/2=z2/z1 可直接得出,轮系传动比定义轮系中首、末两构件的角速度（或转速）之比。,首、末两构件角速度比的大小计算首、末两构件转向关系的确定。,轮系传动比计算的内容,已知轮系中主动齿轮1为首轮，从动齿轮5为末轮，则该轮系的总传动比为,轮系中各对啮合齿轮传动比的大小,，,一、传动比大小的计算,将各对齿轮传动比公式两边分别连乘，得,由于齿轮3与3、4与4各分别固定在同一根轴上，有,结论定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对啮合齿轮传动比的连乘积，也等于各对啮合齿轮中所有从动轮齿数的连乘积与所有主动轮齿数的连乘积之比。,i1m=1/m 强调下标记法,对于齿轮系，设输入轴的角速度为1，输出轴的角速度为m,中间第i 轴的角速度为i，按定义有：,当i1m1时为减速,i1m1时为增速。,作者：潘存云教授,二、首、末轮转向的确定,设轮系中有m对外啮合齿轮，则末轮转向为(-1)m,1)用“”“”表示,外啮合齿轮：两轮转向相反，用“”表示；,两种方法：,适用于平面定轴轮系（轴线平行，两轮转向不是相同就是相反）。,内啮合齿轮：两轮转向相同，用“”表示。,转向相反,转向相同,每一对外齿轮反向一次考虑方向时有,作者：潘存云教授,2)画箭头,外啮合时：,内啮合时：,对于空间定轴轮系，只能用画箭头的方法来确定从动轮的转向。,两箭头同时指向（或远离）啮合点。头头相对或尾尾相对。,两箭头同向。,1)锥齿轮,计算结果为“+”，表明首、末两轮的转向相同；反之，则转向相反。,结论,对于空间轮系，只计算传动比大小，首、末轮转向关系用箭头表示在图上。,例1 传动比大小、方向确定,例2 传动比大小、方向确定,作者：潘存云教授,例3：已知图示轮系中各轮齿数，求传动比 i15。,齿轮2对传动比没有影响，但能改变从动轮的转向，称为过轮或中介轮。,2.计算传动比,齿轮1、5 转向相反,解：1.先确定各齿轮的转向,i15=1/5,结论,1.定轴轮系的传动比等于组成该轮系的所有从动轮齿数连乘积除以所有主动轮齿数的连乘积。,3.轮系中的介轮不影响传动比的大小，但影响末轮的转向。,2.定轴轮系的传动比等于组成该轮系的各对齿轮传动比的乘积。,4.用标注箭头的方法确定首、末轮转向关系。,实现过程利用反转法给整个周转轮系加上一个（H）的公共角速度，便可将原周转轮系转化为假想的定轴轮系，这个假想的定轴轮系，称为周转轮系的转化机构或转化轮系。,113 周转轮系的传动比,1 1,将轮系按H反转后，各构件的角速度的变化如下:,2 2,3 3,H H,转化后:系杆机架，周转轮系定轴轮系,可直接套用定轴轮系传动比的计算公式。,H11H,H22H,H33H,HHHH0,上式“”说明在转化轮系中H1 与H3 方向相反。,特别注意：1.齿轮m、n的轴线必须平行。,通用表达式：,2.计算公式中的“”不能去掉，它不仅表明转化轮系中两个太阳轮m、n之间的转向关系，而且影响到m、n、H的计算结果。,周转轮系传动比的一般关系式：设周转轮系中的两个太阳轮分别为m和n，行星架为H,如果是行星轮系，则m、n中必有一个为0（不妨设n0）,则上述通式改写如下：,以上公式中的i 可用转速ni 代替:两者关系如何？,用转速表示有,ni=(i/2)60,rpm,计算周转轮系传动比时应注意的问题,1.转化机构的传动比表达式中，含有原周转轮系的各轮绝对角速度，可从中找出待求值。,2.齿数比前的“+”、“”号按转化轮系的判别方法确定。,3.均为代数值。,4.,5.上述公式仅适用于主、从动轴平行的情况。,第十一章 轮 系,HIGH EDUCATION PRESS,若主从动轮不平行,例题 1 图示马铃薯挖掘机的行星轮系中，已知 z1 z3，行星架转速为 nH，求n3？解：n1=0,构件3平动,11-3 周转轮系的传动比,不能求齿轮2的角速度,例题 2,例3 设已知各轮齿数Z1=28，Z2=18，Z2=24，Z3=70，试求其传动比i1H。解：首先分出周转轮系,为正值，说明行星架H和太阳轮1的转向相同,已知：双排外啮合行星轮系,求：传动比,解：,例题112,这说明同一结构类型的行星轮系，齿数仅作微小变动，对传动比的影响很大，输出构件的转向也随之改变，这是行星轮系与定轴轮系的显著区别。,若将齿轮的齿数减去一个齿,第十一章 轮 系,HIGH EDUCATION PRESS,